高考物理第一轮复习第32讲 交变电流的产生及描述(含解析)

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高考物理第一轮复习第32讲 交变电流的产生及描述(含解析)

‎ 课时作业(三十二) [第32讲 交变电流的产生及描述]‎ ‎1.2012·佛山二模(双选)如图K32-1所示,线圈在磁场中匀速转动产生交变电流,以下相关说法中正确的是(  )‎ 甲      乙      丙      丁 图K32-1‎ A.线圈在甲、丙图所示位置时,磁通量变化率最大 B.线圈在乙、丁图所示位置时,产生的电流最大 C.线圈平面经过甲、丙图所示位置时,电流的方向都要改变一次 D.线圈每转动一周,电流方向改变一次 ‎2.2012·泉州模拟如图K32-2所示,面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e=BSωsinωt的是(  )‎ A        B C        D 图K32-2‎ ‎3.2013·广东调研如图K32-3所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象,当调整线圈转速后,所产生正弦交流电的图象如图线b所示,关于这两个正弦交流电,下列说法不正确的是(  )‎ 图K32-3‎ A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B.线圈先后两次转速之比为3∶2‎ C.交流电a的瞬时值为u=10sin5πt V D.交流电b的最大值为V ‎4.2012·东莞调研(双选)理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图K32-4所示.副线圈仅接入一个10 Ω的电阻,下列说法正确的是(  )‎ 图K32-4‎ A.原线圈的输入电压与副线圈的输出电压之比为5∶11‎ B.原线圈的输入电流与副线圈的输出电流之比为5∶11‎ C.该交流电的周期为3×10-2 s D.流过电阻的电流是‎10 A ‎5. 2012·贵阳质检如图K32-5所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时,则在t=时刻(  )‎ 图K32-5‎ A.线圈中的感应电动势最小 B.线圈中的感应电流最大 C.穿过线圈的磁通量最大 D.穿过线圈的磁通量的变化率最小 ‎6. 2012·中山模拟如图K32-6甲所示,电阻R的阻值为50 Ω,在a、b间加上如图乙所示的正弦交流电,则下列说法中不正确的是(  )‎ 图K32-6‎ A.电阻R的功率为200 W B.电流表示数为‎2 A C.产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s D.如果产生该交流电的线圈转速提高一倍,则电流表的示数也增大一倍 图K32-7‎ ‎7.2012·合肥模拟在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd.线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合.线圈平面与磁场方向垂直.从t=0时刻起,线圈以恒定角速度ω=绕cd边按如图K32-7所示的方向转动,规定线圈中电流沿abcda方向为正方向,则从t=0到t=T时间内,线圈中的电流i随时间t变化关系图象为图K32-8中的(  )‎ 图K32-8‎ ‎8.2012·西城期末如图K32-9所示,单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴OO′匀速转动.转轴OO′过AD边和BC边的中点.若从图示位置开始计时,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可以表示为Φ=0.1cos20πt(Wb),时间t的单位为s.已知矩形线圈电阻为2.0 Ω.下列说法正确的是(  )‎ 图K32-9‎ A.线圈中电流的有效值约为‎3.14 A B.穿过线圈的磁通量的最大值为0.1 Wb C.在任意1 s时间内,线圈中电流的方向改变10次 D.在任意1 s时间内,线圈克服安培力所做的功约为9.86 J ‎9.2012·衡水调考(双选)如图K32-10所示,有一矩形线圈,面积为S,匝数为N,内阻为r,绕垂直磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动,从图示位置转90°的过程中,下列说法正确的是(  )‎ 图K32-10‎ A.通过电阻R的电荷量Q= B.通过电阻R的电荷量Q= C.外力做功平均功率P= D.从图示位置开始计时,则感应电动势随时间变化的规律为e=NBSωsinωt 课时作业(三十二)‎ ‎1.BC [解析] 线圈在甲、丙图所示位置时,处于中性面,磁通量最大,磁通量的变化率为0,线圈每经过这里一次,就会改变电流方向,A错,C对;线圈在乙、丁图所示位置时,线圈平面与磁感线平行,磁通量为0,产生感应电动势最大,感应电流也最大,B对;线圈每转动一周,分别在甲图和丙图两个位置各改变一次运动方向,D错.‎ ‎2.A [解析] 根据正弦交变电流的产生条件可知,图A可以;其余三个图均无电流产生.‎ ‎3.A [解析] t=0时刻线圈处于中性面位置,穿过线圈的磁通量最大,选项A错误;由题中图象可知交流电a、b周期之比是2∶3,故线圈先后两次转速之比为3∶2,选项B正确;交流电a的瞬时值为u=Umsinωt=10sint V=10sin 5πt V,选项C正确;又由Um=nBSω可知Ubm=Uam=×10 V= V,选项D正确.‎ ‎4.BD [解析] 由电压器原、副线圈电压与匝数成正比,电流与匝数成反比知,A错,B对;又依图知交流电的周期为2×10-2s,C错;又依图知输入电压的有效值为220 V,所以输出电压为100 V,由I2=得,I2=‎10 A,D对.‎ ‎5.B [解析] 经过时间t=,线圈转过的角度为π,则该时刻磁通量为零,左、右两个边的速度刚好与磁感线垂直,由电动势E=BLv得此刻穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,产生的感应电动势最大,线圈中的感应电流最大,选项B正确,选项A、C、D错误.‎ ‎6.C [解析] 由图象可知,正弦交流电的有效值U= V=100 V,由P=得P= W=200 W,选项A正确;由I=得I=‎2 A,选项B正确;周期T=0.02 s,故角速度ω==314 rad/s,选项C错误;由ω=2πn,Em=BSω知:当转速n增大一倍时,Em增大一倍,电流表示数增大一倍,选项D正确.‎ ‎7.B [解析] 在0~内,线圈在匀强磁场中匀速转动,故产生正弦式交流电,由楞次定律知,电流方向沿adcba,在~T内,线圈中无感应电流;在T时,ab边垂直切割磁感线,感应电流最大,且电流方向沿abcda,故只有B项正确.‎ ‎8.D [解析] 由Φ=0.1cos20πt(Wb)可知,线圈转动的角速度ω=20π rad/s,穿过线圈的磁通量的最大值为Φm=BS=0.1 Wb,选项B错误;线圈中感应电动势的瞬时表达式为e=BSωsin20πt(V)=2πsin20πt(V),感应电流的瞬时表达式为i==πsin20πt(A),故线圈中电流的最大值约为‎3.14 A,选项A错误;周期T==0.1 s,因为每个周期内线圈中的电流方向改变2次,所以任意1 s内,线圈中电流的方向改变20次,选项C错误;线圈克服安培力所做的功等于线框中消耗的电能,故在任意1 s时间内,线圈克服安培力所做的功约为W=IRt=×2×1 J=9.86 J,选项D正确.‎ ‎9.BC [解析] Q=IΔt=N·Δt=N=,选项A错误,选项B正确;外力做功的平均功率等于电路消耗的电功率,即P==·=,选项C正确;从图示位置开始计时,t=0时,e=Em=NBSω,故感应电动势随时间按余弦规律变化,即e=NBSωcosωt,选项D错误.‎
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